PET沉析纖維的制備及成紙性能研究.pdf

1、近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和行業(yè)的整體發(fā)展，高性能化、功能化、差異化聚酯(PET)纖維新產(chǎn)品正在成為高科技產(chǎn)業(yè)的重要結(jié)構(gòu)材料和基礎(chǔ)材料。熔融紡絲和溶液紡絲作為合成纖維成型技術(shù)的兩種常用方法，都存在設(shè)備復(fù)雜、成本投入較高等問題。沉析法作為溶液紡絲的一個(gè)分支，其應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷發(fā)展與完善。
　　沉析法制備合成纖維是將一定濃度的聚合物漿液注入到高速剪切流動(dòng)的凝固劑中，液滴在高速剪切的作用下，逐漸被拉長(zhǎng)、形變、凝固、原纖化而得沉析纖維。沉析纖維的

2、表面形貌、尺寸分布、比表面積、結(jié)晶度、熱性能等可以通過沉析工藝進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。與傳統(tǒng)的纖維制備工藝相比，沉析工藝省去了復(fù)雜的紡絲切割帚化過程，為纖維的制備提供了新的途徑。
　　本文以PET聚酯切片為原料，采用沉析法制備PET沉析纖維。研究了PET切片漿液濃度、漿液滴加速度、剪切速率、剪切時(shí)間、凝固劑種類等因素對(duì)沉析纖維表面形貌、尺寸分布、比表面積、結(jié)晶度、熱性能等物理化學(xué)性能的影響，從而優(yōu)化了沉析工藝。并以PET沉析纖維為基材，與

3、PET短切纖維混合進(jìn)行抄紙，探討其成紙性能。
　　PET聚酯切片溶解過程，選用苯酚/四氯乙烷作為PET聚酯切片的溶解劑，考察在不同時(shí)間和溫度下PET切片分別在苯酚、四氯乙烷及苯酚和四氯乙烷的二元溶劑中的溶解情況，有利于在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中探究PET切片的溶解及沉析工藝;采用烏氏粘度計(jì)測(cè)量其特性粘度，并計(jì)算PET切片的分子量;采用差示掃描量熱和熱重分析對(duì)PET切片進(jìn)行熱性能檢測(cè)。
　　采用偏光顯微鏡(POM)、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、烏氏粘度計(jì)等

4、對(duì)PET漿液其進(jìn)行晶形觀察、粘度測(cè)試、凝固值測(cè)試等。結(jié)果表明PET漿液是一種具有球粒織構(gòu)的高分子液晶，粘度隨溫度的升高而降低，隨濃度的增大而增大，隨剪切速率的提高而提高，是在一定條件下能穩(wěn)定存在的切力增稠的膨脹性流體。PET漿液的這種各向異性，使得其在沉析的過程中更容易在剪切作用力的方向上取向結(jié)晶，獲得一定結(jié)晶度的PET沉析纖維。
　　沉析纖維制備工藝中，優(yōu)化了漿液濃度、剪切速率、剪切時(shí)間、漿液滴加速度、凝固劑種類等工藝條件。對(duì)不

5、同工藝條件下制備的PET沉析纖維進(jìn)行了光學(xué)顯微鏡觀察、掃描電鏡觀察、比表面積測(cè)試、篩分級(jí)份分析、熱重分析、XRD分析。研究發(fā)現(xiàn)，PET沉析纖維與市售PET漿粕的形態(tài)差別較大，市售PET漿粕的尺寸分布較PET沉析纖維略微均勻，熱穩(wěn)定性略高于PET沉析纖維;PET沉析纖維的比表面積遠(yuǎn)大于市售PET漿粕，結(jié)晶度也大于市售PET漿粕。
　　將市售打漿處理的PET漿粕和沉析法制備的PET沉析纖維分別與PET短切纖維進(jìn)行抄紙，比例為3∶7、4

6、∶6、5∶5、6∶4、7∶3，對(duì)比其成紙性能。結(jié)果表明，在確定纖維與漿粕的最佳比例為5∶5下，不同條件下制備的PET沉析纖維均可以成紙。由PET沉析纖維抄造的紙張的抗張指數(shù)為34.0N·m·g-1，撕裂指數(shù)為27.5mN·m2·g-1，耐破指數(shù)為5.19KPa·m2·g-1，由市售PET漿粕抄造的紙張的抗張指數(shù)為31.9N·m·g-1，撕裂指數(shù)為18.0mN·m2·g-1，耐破指數(shù)為4.3KPa·m2·g-1，PET沉析纖維的成紙性能要